自動化儀表與過程控制

內(nèi)容概要

　　本書為“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”，主要討論生產(chǎn)過程自動化中使用的各種測控儀表的工作原理，以及過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整定方法。
　　全書分上、下兩篇。上篇為自動化儀表，介紹工業(yè)上最常用的檢測儀表、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器和防爆柵的工作原理及使用特點(diǎn)。重點(diǎn)討論DDZ—Ⅲ型電動單元組合儀表、YS—80及YS—1000系列數(shù)字調(diào)節(jié)器、CENTUM
CS3000集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。下篇為過程控制，在介紹對象動態(tài)特性的測試方法、單回路及串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的基礎(chǔ)上，介紹了解耦控制、推理控制及預(yù)測控制等先進(jìn)控制系統(tǒng)的基本原理，最后介紹了幾種典型調(diào)節(jié)系統(tǒng)在生產(chǎn)過程自動控制中的應(yīng)用實(shí)例。

書籍目錄

上篇 自動化儀表
自動化儀表概述
 0.1 自動化儀表及其發(fā)展概況
 0.2
電動單元組合儀表及其控制系統(tǒng)的組成
 0.3
儀表的基本技術(shù)指標(biāo)
 復(fù)習(xí)思考題
第1章 檢測儀表
 1.1 溫度檢測儀表
 1.1.1
測量溫度的主要方法
 1.1.2
熱電偶
 1.1.3 熱電阻
 1.1.4 半導(dǎo)體熱敏電阻
 1.1.5
熱電偶溫度變送器的基本結(jié)構(gòu)
 1.1.6
DDZ—Ⅲ型熱電偶溫度變送器的實(shí)際線路
 1.2 壓力檢測儀表
 1.2.1 彈性式壓力測量元件
 1.2.2
力平衡式壓力(差壓)變送器
 1.2.3 位移式差壓(壓力)變送器
 1.2.4 固態(tài)測壓儀表
 1.3 流量檢測儀表
 1.3.1
節(jié)流式流量計(jì)
 1.3.2
容積式流量計(jì)
 1.3.3
渦輪流量計(jì)
 1.3.4
電磁流量計(jì)
 1.3.5
旋渦式流量計(jì)
 1.4
液位檢測儀表
 1.4.1
浮力式液位計(jì)和靜壓式液位計(jì)
 1.4.2
電容式液位計(jì)
 1.4.3
超聲波液位計(jì)
 1.5
成分分析儀表
 1.5.1
熱導(dǎo)式氣體分析儀
 1.5.2
紅外線氣體分析儀
 1.5.3
色譜分析儀
 1.5.4
氧化鋯氧分析儀
 復(fù)習(xí)思考題
第2章 調(diào)節(jié)器
 2.1 調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律
 2.2
PID運(yùn)算電路
 2.2.1
比例積分運(yùn)算電路
 2.2.2
比例微分運(yùn)算電路
 2.2.3
PID運(yùn)算電路
 2.3 PID調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)和頻率特性
 2.3.1
PID調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)
 2.3.2
PID調(diào)節(jié)器的頻率特性
 2.4
PID調(diào)節(jié)器的完整結(jié)構(gòu)
 2.4.1 輸入電路
 2.4.2 PID運(yùn)算電路
 2.4.3
輸出電路
 2.4.4
手動操作電路及自動—手動切換
 2.5
數(shù)字控制算法
 2.5.1
基本PID的離散表達(dá)式
 2.5.2
采樣周期的選擇
 2.5.3
變形的PID控制算法
 2.5.4
混合過程PID算法
 2.5.5 字長的考慮
 2.6
可編程序調(diào)節(jié)器
 2.6.1
可編程序調(diào)節(jié)器的電路
 2.6.2
數(shù)字調(diào)節(jié)器的工作時(shí)序
 2.6.3
用戶程序結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)格式
 2.6.4
運(yùn)算模塊
 2.6.5
控制模塊及編程
 2.6.6
程序的寫入和調(diào)試
 2.6.7
數(shù)字調(diào)節(jié)器的通信
復(fù)習(xí)思考題
第3章 集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
 3.1 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展及其組成
 3.1.1
集散控制系統(tǒng)的發(fā)展
 3.1.2 CENTUM
CS3000基本組成
 3.1.3 CENTUM
CS3000的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)
 3.1.4 CENTUM
CS3000子系統(tǒng)的一體化功能
 3.2
DCS現(xiàn)場控制站的功能
 3.2.1
反饋控制功能
 3.2.2
順序控制功能
 3.3
DCS操作站的功能
 3.4 現(xiàn)場總線通信技術(shù)
 3.4.1
現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展
 3.4.2
開放系統(tǒng)互連參考模型
 3.4.3 HART
通信技術(shù)
 3.4.4 基金會現(xiàn)場總線通信技術(shù)
 3.5 基金會現(xiàn)場總線的用戶應(yīng)用
 3.5.1
用戶應(yīng)用模塊
 3.5.2
系統(tǒng)管理
 3.5.3
設(shè)備信息文件
 3.5.4
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
 3.6
典型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)舉例
 3.6.1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)System
302的組成
 3.6.2 系統(tǒng)System
302中現(xiàn)場設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)
 3.6.3 系統(tǒng)System
302中人機(jī)界面的組態(tài)
 3.7
過程控制系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)
小結(jié)
 復(fù)習(xí)思考題
第4章 執(zhí)行器和防爆柵
 4.1
執(zhí)行器
 4.1.1
氣動執(zhí)行器
 4.1.2 電—?dú)廪D(zhuǎn)換器
 4.1.3 閥門定位器
 4.1.4
電動執(zhí)行器
 4.2 防爆柵
 4.2.1 安全火花防爆系統(tǒng)的概念
 4.2.2
安全火花防爆的等級
 4.2.3
防爆柵的基本工作原理
 4.2.4
隔離式防爆柵
復(fù)習(xí)思考題
下篇 過程控制
第5章 過程控制對象動態(tài)特性及其數(shù)學(xué)模型
 5.1
單容對象動態(tài)特性及其數(shù)學(xué)描述
 5.1.1
水槽水位的動態(tài)特性
 5.1.2 對象的自衡特性
 5.2 多容對象的特性、容量滯后、純滯后
 5.2.1
雙容對象的特性
 5.2.2 純滯后
 5.3
對象特性的實(shí)驗(yàn)測定、時(shí)域法
 5.3.1
實(shí)驗(yàn)測定方法描述
 5.3.2
測定動態(tài)特性的時(shí)域方法
 5.4
測定動態(tài)特性的頻域方法
 5.4.1
正弦波方法
 5.4.2
頻率特性的相關(guān)測試法
 5.4.3
閉路測定法
 5.5
測定動態(tài)特性的統(tǒng)計(jì)方法
 5.5.1 相關(guān)分析法識別對象動態(tài)特性的原理
 5.5.2
基于M序列信號測定對象的動態(tài)特性
復(fù)習(xí)思考題
第6章 單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及調(diào)節(jié)器參數(shù)整定方法
 6.1 概述
 6.2
對象動態(tài)特性對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響及調(diào)節(jié)方案的確定
 6.2.1
干擾通道動態(tài)特性對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響
 6.2.2 調(diào)節(jié)通道動態(tài)特性對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響
 6.2.3
調(diào)節(jié)方案的確定
 6.3 調(diào)節(jié)規(guī)律對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響、調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇
 6.3.1
在干擾作用下雙容對象的比例調(diào)節(jié)
 6.3.2
系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能指標(biāo)、PI、PD調(diào)節(jié)作用分析
 6.3.3
調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇
 6.4 調(diào)節(jié)器參數(shù)的實(shí)驗(yàn)整定方法
 6.4.1
穩(wěn)定邊界法
 6.4.2
反應(yīng)曲線法
 6.4.3 衰減曲線法
 6.4.4
三種整定方法的比較
 復(fù)習(xí)思考題
第7章 常用過程控制系統(tǒng)
 7.1
串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)
 7.1.1
串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成
 7.1.2
串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)和效果分析
 7.1.3
調(diào)節(jié)器的選型和整定方法
 7.2 比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)
 7.2.1
比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成原理
 7.2.2
比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定
 7.3
均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)
 7.3.1
均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成
 7.3.2
調(diào)節(jié)器的選型和參數(shù)整定
 7.4 前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)
 7.4.1
前饋控制的工作原理
 7.4.2
擾動補(bǔ)償規(guī)律及其局限性
 7.4.3 復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性分析
 7.4.4
復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)的選擇
 7.4.5 自治調(diào)節(jié)系統(tǒng)

編輯推薦

施仁的《自動化儀表與過程控制（第5版）》的參考教學(xué)時(shí)數(shù)為60學(xué)時(shí)，上、下篇各約30學(xué)時(shí)。其主要內(nèi)容是：上篇為自動化儀表部分，介紹各種檢測儀表、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器和防爆柵，以及集散控制系統(tǒng)(DCS)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的工作原理和控制系統(tǒng)集成技術(shù)。下篇為過程控制系統(tǒng)部分，介紹對象動態(tài)特性建模與測試方法，單回路和串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和參數(shù)整定方法等。

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